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SYSTÈME GLYMPHATIQUE : Comment le sommeil profond sort la poubelle

Actualité publiée il y a 3 mois 2 semaines 7 heures
Scence Advances
Dans le cerveau, les vaisseaux sanguins sont entourés par des cellules appelées astrocytes (Visuel du haut). Ces cellules ont des prolongations qui entourent les artères et les veines tel « un réseau de tuyauterie » (Visuel Adobe Stock 121451850)

C’est un nouvel éclairage qui nous est apporté sur le système d'évacuation des déchets du cerveau, le système glymphatique et sur ce processus par lequel, « le sommeil profond sort la poubelle », selon les termes mêmes des chercheurs de la Northwestern University. Ces travaux, publiés dans la revue Science Advances rappellent combien l’élimination de ces déchets dont les protéines toxiques associées aux maladies neurodégénératives, est cruciale pour la santé du cerveau. En quelques mots, un bon sommeil contribue à prévenir la neurodégénérescence.

 

Les scientifiques de Chicago étudient le sommeil, l'activité cérébrale et le comportement de la mouche des fruits et constatent à nouveau ce pouvoir réparateur du sommeil profond. Durant cette phase du sommeil, chez la mouche des fruits aussi, un processus de nettoyage des déchets du cerveau, permet de maintenir la santé. En effet, si l’élimination des déchets peut se aussi produire pendant le réveil, le processus est considérablement plus efficace pendant le sommeil profond, explique l’auteur principal, le Dr Ravi Allada, professeur de neuroscience à la Northwestern.

Chez la mouche, le stade de sommeil profond est le « proboscis extension sleep » (PES) (Visuel Ravi Allada / Northwestern University)

Le « proboscis extension sleep » (PES), c'est le stade de sommeil profond chez la mouche 

La mouche des fruits est un excellent modèle d’étude du sommeil car ses neurones impliqués dans le cycle veille-sommeil sont étonnamment similaires à ceux ayant la même fonction chez les humains et son sommeil « passe » également par un stade profond, le « proboscis extension sleep » (PES), similaire au stade du sommeil à ondes lentes chez l'Homme. Au cours de cette phase PES, les mouches des fruits étendent et rétractent leur trompe à plusieurs reprises. Ce mouvement de pompage observé chez la mouche déplace les fluides vers « l’équivalent » des reins et contribue, de manière mécanique à l'élimination des fluides.Ainsi, ces travaux très expérimentaux démontrent l’existence d’un processus qui facilite l'élimination des déchets. Mais ce n’est pas tout : lorsque les scientifiques perturbent le sommeil profond des mouches, les mouches apparaissent moins capables d'éliminer un colorant injecté non métabolisable de leurs systèmes, et semblent également plus vulnérables aux blessures traumatiques.

 

Comprendre pourquoi tous les organismes ont besoin de sommeil : l’étude montre de manière expérimentale que si tous les animaux, même la mouche, ou les humains, sont incroyablement vulnérables lorsqu'ils dorment profondément, ce processus d’élimination cruciale des déchets a été conservé au cours de l'évolution, car il est une fonction encore plus essentielle à leur survie. « Cette preuve chez la mouche selon laquelle le sommeil profond joue un rôle clé dans l'élimination des déchets confirme que cette « clearance » est une fonction cruciale du sommeil conservée au cours de l'évolution ».

 

Alors comment fonctionne ce système d’évacuation ? Probablement très différemment selon les organismes. Ici, chez la mouche, un mouvement de pompage au cours du sommeil PES favorise l’évacuation du colorant. De précédentes études menées chez l’animal ont également décrit ce système « glymphatique » chez la souris et suivi le flux de liquide céphalo-rachidien dans le cerveau de l’animal :  les vaisseaux sanguins sont entourés par des cellules appelées astrocytes (Visuel du haut). Ces cellules ont des prolongations qui entourent les artères et les veines tel « un réseau de tuyauterie » et c'est dans ce réseau que les scientifiques ont pu observer la circulation et l’évacuation des déchets cellulaires et toxiques.

 

En pratique, ces résultats réaffirment l’importance du sommeil profond. Ils contribuent aussi à expliquer l’association entre les troubles du sommeil et les maladies neurodégénératives, comme la maladie d'Alzheimer : les troubles du sommeil peuvent entraîner des perturbations de ce système d’évacuation et l'accumulation de déchets dangereux dans le cerveau, comme la protéine bêta-amyloïde.

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